刘宇航 李 春 周红杰 韩志伟

上海理工大学能源与动力工程学院，上海，200093

0 引言

在新能源中，风能开发在成本效益和技术进步方面表现得尤为突出[1]。较之陆上风能，海上风能具有风速高、风切变小和风湍流度低等优势，中国可用海上风能是陆上风能的3倍，且拥有7500 GW近海电力储备[2-3]。各国都在积极开发海上风电场，海上风力机日益增加，在安装与运行期间必须确保风电机组的安全性和完整性。海上风力机不仅受到风、浪、流等载荷的影响，而且存在遭遇船舶碰撞的危险，如拖轮、渡轮在救援和维修等过程中船舶与海上风力机发生碰撞。一旦碰撞发生往往是毁灭性的，不仅会严重破坏风力机结构，导致它无法正常运行，而且会对碰撞物产生破坏。因此，对海上风力机与船舶碰撞的动力响应进行分析具有重要的现实意义和工程应用价值。

基于海上风力机基础平台与船舶碰撞的动力响应，国内外学者进行了相关研究。文献[4]以重力式海上风力机基础为研究对象，进行自振特性与地震响应分析，并考虑环境水体对结构动力特性的影响。文献[5]基于单桩柱式3 MW风力机与船舶碰撞模型，模拟了船舶以不同速度撞击风力机的过程，分析了船舶与单桩柱海上风力机接触力和能量变化。文献[6]分别采用刚性和可变形船舶与单桩柱式风力机基础进行碰撞，分析了风力机塔顶位移和加速度，得到塔顶的阻力和内能，并研究了撞击船变形性对船身性能的影响。……